第三章光环境.ppt

1、第三章 光环境,第一节 概述,一、光和太阳辐射光谱 1.光双重性 光是一种电磁波。 是由一个个物质微粒组成的粒子流（光子）。 光子能量的大小与光的频率成正比，与光的波长成反比。 E=hf或hv/ h：6.6261034 (J.s) ：31010(cm),2.太阳辐射的波长 4300000nm (1)红外线 波长300000760 nm。（50-60%）(2)可见光 波长760400 nm。(3)紫外线 波长3804 nm。（1%）,二、太阳辐射到达地球表面光谱变化： 43%被反射、散射返回太空。 14%被吸收。 43%到达地面。 波长短于290nm紫外线被臭氧层吸收。 300nm紫外线被水汽、

2、灰尘吸收。 短于320nm 紫外线，不能穿过普通玻璃。 太阳高度角变化时，光谱改变。 太阳高度角越小，到达地面就越少。,被吸收,三、光生物学效应 光照射到生物体 被反射 穿入 被生物体吸收，才能在组织内引起各种效应。 穿过生物组织的部分未被吸收。,2、生物组织对紫外线吸收力最大，其穿透力最小； 生物组织对红外线吸收力最小，其穿透力最强。 紫外线引起的光生物学效应最强，可见光次之，红外线最差。,被反射,穿过,1、光线被物质吸收的数量，与光线进入的深度成反比。 波长越小，物体吸收光的能力越大，光线进入的深度越小。,3.光的物理效应 分子或原子发生旋转或振动产生光热效应。 分子或原子中的电子脱出产生

3、光电效应。 分子受激呈激发状态形成自由基，继发光化学效应，光生物学效应。,4.光的化学效应 光分解效应 光的作用引起化学链断裂，因而发生物质分解的过程。 光合作用 指植物在光的作用下，将自然界的无机物变为植物本身的有机物的过程。 光聚合作用 元素成分相同，但以分子量大一倍、二倍或多倍的形式而形成反应物的现象称为聚合。 光敏作用 光的能量不足以使物质A发生光化学反应，加入物质B后，就使光化学反应得以完成，这种现象称为光敏作用。物质B称为光敏物质或光感性物质。,第二节、红外线,太阳辐射中红外线波长大部分集中在760-2000nm 1.光热效应：能量在被照射部位转化为热，引起温度升高，血管扩张，皮肤

4、潮红，局部血液循环加强，组织营养和代谢得到改善。 2.畜牧生产中的应用消肿，镇痛，热源 3.过强的红外线辐射引起动物的不良反应 灼伤皮肤 日射病（600-1000nm) 产生眼睛疾患(1000-1900nm ),育雏保温伞,电热保温板,仔猪保温箱,红外线保温灯,第三节、紫外线,1.紫外线的分类 A段：波长320400nm，生物学作用较弱。 皮肤色素沉着 B段：波长275320nm，生物学作用很强。 红斑作用和抗佝偻病作用 C段：波长在275nm以下，生物学作用非常强烈， 对细胞和细菌有杀伤力。 太阳辐射中，此段紫外线被大气吸收不能到达地面。,2紫外线的生物学效应,(1) 杀菌作用 紫外线的杀菌

5、作用，取决定波长、辐射强度及微生物对紫外线照射的抵抗力。 波长越短，杀菌效果越好。 波长253260nm的紫外线杀菌作用最强。 不同种类的细菌对紫外线具有不同的敏感性。,畜舍紫外线灯：20W低压汞灯，距地面2.5m，20m2一盏。每天3次，50分/次。,用紫外线灭菌照射对家畜染病、死亡率和生长率的影响 （流行肺炎猪群）,（2）抗佝偻病作用 7-脱氢胆固醇 维生素D3 麦角固醇 维生素D2 维生素D3和D2具有促进肠道吸收钙和磷的作用。 270320nm紫外线，转化能力最强。 高纬度地区，冬季缺乏这部分紫外线，须人工照射或通过饲料添加。 抗佝偻病作用最强的紫外线波长为283295 nm。 防止佝

6、偻和软骨病，用283295nm紫外线照射。 保健紫外线，280340nm，照射畜禽，提高生产性能。,(3) 色素沉着作用 色素沉着就是动物在太阳辐射的紫外线、可见光和红外线的共同作用下，皮肤和被毛颜色变深的现象。 机制:紫外线能增强酪氨酸氧化酶的活性，酪氨酸氧化酶可促进黑色素的形成，使黑色素沉着于皮肤。 皮肤黑色素丰富的个体能够吸收更多的紫外线，使动物免受过强紫外线的伤害。 浅色皮肤的个体易受紫外线伤害。,(4) 红斑作用 在紫外线照射下，动物被照射部位的皮肤出现潮红的现象。 红斑部位的皮肤稍微隆起，边缘整齐。 红斑作用最强的紫外线波长是297nm。 用功率为1W，产生波长297nm紫外线的灯

7、，照射动物皮肤，引起红斑的紫外线照射剂量为一个红斑剂量。 红斑作用的波长范围，包括了紫外线杀菌和抗佝偻病作用的范围，一般用红斑剂量来表示动物每天所需的紫外线照射剂量。,(5) 促进机体的免疫反应，增强机体对疾病的抵抗能力 用紫外线适量照射动物，能增强机体的免疫力和对传染病的抵抗力。 (6) 提高畜禽生产力 用波长为280340nm的紫外线每天照射23小时，可提高家畜生产力。 对2500只成年母鸡进行紫外线照射，鸡的产蛋量提高15.9%。 进行重复试验，结果鸡的产蛋量分别提高25.1%，23.0%和18.1%，蛋的平均重量增加6.7%，孵化率提高5.2%。,(7) 光敏性皮炎 光敏性皮炎是指动物

8、吃下某种饲料后，饲料中光敏性物质吸收了光子而处于激发态，使动物皮肤出现炎症性反应。 常见的光敏性饲料物质有荞麦、苜蓿、野胡萝卜。,(8) 光照性眼炎 紫外线对眼睛照射过度时，可引起光照性眼炎，其症状为角膜损伤、眼红、眼痛、灼热感、流泪和羞明等。 一般波长为360295nm的紫外线最易引起光照性眼炎。,第四节 可见光,一、光周期与光钝化 1光周期 光照时间运转日复一日，年复一年的规律变化。 2光钝化 动物处于持续的长光照下，会产生对光的不敏感之现象，称之为“光钝化”。 此时的动物性腺萎缩，不能释放出足够的卵泡刺激素刺激卵巢活动。,二、可见光的计量单位,坎是发光强度的单位，指加热到2024K的黑体

9、每平方厘米发出的光强度。 cd 流是光通量单位，单位时间内通过某一面积的光能称为光通量。当以l坎的光源为球心，以1m长为半径，通过每l的光通量称为1流。 Lm 勒是光照度单位，照度单位是投射到单位面积上的光通量。当投射到l面积上的光通量为1流时，该照度为1勒。 Lx,三、可见光作用的途径和机理,（一）可见光作用的途径： 1、哺乳动物眼睛视网膜兴奋下丘脑。 2、家禽类头盖骨下丘脑。 3、松果腺褪黑激素 下丘脑。,（二）光照对动物影响的机制,下丘脑 促释放激素 垂体前叶 促激素 腺体 激素。 直接影响机体的生长发育、生产和繁殖。,光照对动物体影响的机制,光照,LH,TSH,肾上腺,性腺,生长,精子

10、 卵子,下丘脑,GRH,TRH,CRH,GnRH,GH,ACTH,FSH,垂体前叶,甲状腺,代 谢,畜产品 畜力,四、可见光对动物影响,（一）、光的波长(光色)对家畜的影响红光下鸡趋于安静，啄癖极少，成熟期略迟，产蛋量稍有增加，蛋的受精率较低。 蓝光、绿光或黄光下，鸡增重较快，成熟较早，产蛋量较少，蛋重略大，饲料利用率降低。 公鸡交配能力增强，啄癖极少。,光色对鸡的影响,光色对母鸡产蛋的影响,繁殖 红光也可延长小母猪性成熟时间。 光照强度相同，光照时间16h/d，照射小母猪，初情期 冷白光（波长为350720nm） 172天 红光（波长为570720nm） 192天 紫光（波长为300500

11、nm） 179天,生长肥育和饲料利用率 红光、绿光、蓝光、黄光可促进鸡的生长，降低饲料利用率，使鸡增重快，成熟早。 相同光照时间，710Lx红色光和白色光 分别照射公雏，红光组比白光组 鸡日增重高10% 每千克增重耗料量减少0.24kg 成活率提高13%,光色在鸡生产中的应用,（二）光照强度对家畜的影响,光照强度： 白炽灯:12.56Lx /w 灯高度为2.02.4m 0.37m2面积上需lw灯泡 或 1m2面积上需2.7w灯泡可提供10.76lx,黑夜：0.001 0.02Lx 月夜：0.02 0.3Lx 阴天室内：550Lx 阴天室外：50 500Lx 晴天室内：1001000Lx 夏季阳

12、光直射:6万10万lx,1、对鸡生长发育影响：,可见光通过对雏鸡的活动或觅食等各种生理机能的固有节律起同步信号作用，而对雏鸡的生长产生间接刺激作用。,鸡对可见光十分敏感，感觉阈很低。 光照强度较低，鸡群安静，生产性能和饲料利用率较高。 光照过强，引起啄癖和神经质。 突然增强，引起母鸡泄殖腔外翻。 一般认为： 165Lx对鸡生长没有影响， 130165Lx抑制生长。 5Lx能剌激肉鸡最大生长。 超过100lx对肉鸡生长不利。,过强或过低抑制生长,2、对蛋鸡的影响,光照强度对蛋鸡产蛋具有重要影响。 产蛋母鸡对光照的阈值很低。 在一定范围内， 强光照促进产蛋效果大。 大群饲养，光照强度增加增加啄癖。

13、 545Lx较适宜范围。 实际生产中，鸡笼外侧至少10Lx,0.1Lx 正常产蛋 0.2Lx 产蛋增加 2.0Lx 产蛋量较高 超5.0Lx 提高产蛋不明显,获得最大产蛋率，在饲槽水平高度至少应有10Lx照度。 光照强度(在0.1237Lx范围内)与500日龄内产蛋量的关系为：E=232.4+15.18X-4.256X2 E：每只母鸡到500日龄产蛋数 X：光照强度(Lx)的常用对数 可见光照强度在10Lx以上产蛋量增加很少。,3、对猪生长肥育的影响,猪对光刺激起反应的阈值较高。 肥育猪舍： 4050Lx生长速度最高。,弱光能使肥猪保持安静，减少活动，提高饲料利用率。 适当提高光照强度， 增进

14、猪的健康， 提高猪的抵抗力。,过强的光照会引起肥猪兴奋，减少休息时间，增加甲状 腺素的分泌，提高代谢率，从而影响增重和饲料利用率。,4、对种猪繁殖机能的影响,低光照强度不利于母畜卵巢、子宫发育。 使仔猪生长减慢，成活率降低 母猪舍： 60100Lx,在较黑暗环境中培育的猪 要比光亮环境中培育猪 子宫重量少18%26%， 睾丸重量少21%。,光照强度从10 Lx到60100 Lx 母猪繁殖力提高4.5%8.5%， 仔猪成活率增加7%12.1% 仔猪发病率下降9.3%,种公猪： 在光照强度100150 Lx， 每天810h，精液品质高。 公猪需要充足的阳光和运动。,（三）、光照时间和光周期 对家畜

15、的影响,光照时间： 光照周期： 连续光照、间歇光照 生物节律：动物许多生理现象和行为是对环境周期性变化产生的周期性反应。 体温、心率、呼吸、脉搏、血压、唾液分泌、激素分泌、细胞代谢、肠道消化吸收，家畜发情、排卵、配种、妊娠等繁殖活动。,鸡排卵周期： 鸡卵泡成熟时间2527h，超过24h，超期排卵。 家畜发情周期： 牛、水牛、猪、山羊、马、驴平均21d， 绵羊17d,1.对繁殖性能的影响 许多动物的繁殖都具有明显的季节性。 长日照动物：在春季日照逐渐延长的情况下，刺激性腺活动和发育，促进其发情、排卵、配种、受孕。 长日照动物有马、驴、雪貂、狐、浣熊、野猪、野猫、野兔、仓鼠和一般食肉、食虫兽以及所

16、有的鸟类。 短日照动物：在秋、冬日照逐渐缩短的情况下促使其发情配种受孕。 短日照动物有牛、绵羊、山羊、鹿和一般反刍野生动物。 牛、猪、兔，能常年发情配种繁殖。,2.对鸡产蛋性能的影响,（1）对蛋鸡的影响 生长育成阶段： 鸡对光周期非常敏感。 在短光照（逐渐缩短光照时间）环境 鸡性成熟延迟。 在长光照（逐渐延长光照时间）环境 鸡性成熟提前。 每日10h的光照，加速鸡的性成熟； 每日10h，性成熟速度直线下降。 生长育成阶段鸡光照制度 1、每天810小时的光照 可以保证最佳的性成熟。 2、光照时间宜短， 不宜逐渐延长， 光照强度宜弱不宜强。,鸡性腺机能在春季活跃，秋季逐渐衰退。 自然条件下鸡的产蛋

17、规律春季逐渐增多，秋季逐渐减少，冬季停产。,对产蛋鸡的影响 对已经达到性成熟的鸡， 延长光照产蛋量增加； 缩短光照产蛋量减少， 甚至停产。 产蛋鸡：1516小时。 最长不超过17小时。 种鸡1515.5h 产蛋阶段鸡光照制度： 光照时间宜长， 不宜逐渐缩短， 光照强度不可减弱。,少于12h，产蛋量减少， 少于10h明显减少 少于8h停产,光照对公鸡的精液质量也有明显影响。 每天光照16h和10h相比，射精量，精子浓度，成活率高，畸形率、死精数下降。,（2）肉鸡： 24h的持续光照，无论强度如何， 均较8 h/d光照的鸡生长速度快。 23h:1d 间歇光照。,光照制度对肉用仔鸡生产性能的影响,3

18、.马：马属于长日照动物。 延长光照，利于长日照动物繁殖活动。 母马的繁殖季节从春季开始，春季由短日照逐渐增长到长光照，可促进母马发情。 公马的性腺活动具有明显的季节性。 在春季，随着逐日光照时间的延长，精液量上升； 秋季则随着日照的缩短而下降。,在秋、冬季若给母马提供逐日延长的光照或每天给予稳定的16h光照，可使母马在处理后的45-6天开始发情，其LH水平和孕酮水平，同春季正常发情的母马相似。,4.羊： 绵羊、山羊为短日照动物。 其发情、排卵、配种、产仔、换毛等都受光周期变化的影响。 延长光照，抑制短日照动物繁殖活动。 缩短光照可提高短日照公畜的繁殖力，公羊秋季精液品质高。,人工短日照条件下(

19、8L：16D)， 公羊睾丸肥大，产生大量精子； 母羊恢复发情、排卵。,人工长日照条件下(16L；8D) 公羊睾丸萎缩，精子形成停止； 母羊发情周期消失。,5.牛、猪、兔：非季节性繁殖 牛繁殖季节之分，但有些品种仍存在繁殖的淡旺季。 如黄牛一般以59月发情较多，水牛以811月发情较多，因此这段时间为发情的旺季。,光照对猪性成熟的影响,较长的光照时间可促进生殖系统发育，性成熟较早； 短光照，特别是持续黑暗，抑制生殖系统发育，性成熟延迟。,持续黑暗下的小母猪性成熟较自然光照组延迟16天， 比l2小时光照组延迟39天。,每天l5h、300Lx光照 较秋冬自然光照下培育的小母猪性成熟提早2O天。,小公猪

20、从2O周龄开始延长光照，26周龄时有73的公猪能采精液，而自然光照的小公猪只有26。,猪的繁殖： 人工授精效果有明显季节性。 配种前及妊娠期的光照时间显著影响母猪的繁殖性能。,在配种前及妊娠期 延长光照时间， 增强卵巢和子宫机能。 提高受胎率，减少妊娠期胚胎死亡，增加产仔数。,给哺乳母猪延长光照时间， 能刺激催乳素的分泌， 母猪泌乳量显著增加。,公猪,在一定范围内，延长光照时间可提高公猪的性欲； 增加光照强度可提高公猪的精液品质。 公猪的光照时间810h 光照强度为100150Lx,延长光照时间到15小时，种公猪的性欲活动显著增加。,在810小时的光照条件下 光照强度从810Lx到100150

21、Lx， 公猪射精量、精子浓度都显著增加。,生长肥育： 23h：1d和1h：23d猪育肥效果一样。,6.产毛,羊毛的生长、成熟有明显的季节性。 一般夏季长日照时生长快，冬季短日照时生长慢。 秋季随着日照逐渐缩短，皮毛逐渐成熟，冬季皮毛质量最好。 家畜的被毛，每年在一定季节内脱落更换。 在自然条件下，鸡每年秋季换羽。 牛是在日照延长的情况下换毛的。,自然条件下，水貂随自然光周期的变化每年繁殖一次，换毛两次。 冬至后，随着每天日照时数的逐渐增加，种貂性腺发育速度迅速增加，当每天日照时数达到11h，性腺完成发育，水貂在春分前进入配种期。 配种期：3月1日至3月24日 春分后，日照时数迅速增加，排卵后的

22、卵泡开始形成黄体，由黄体正常分泌孕酮。在孕酮的作用下，子宫内膜开始增厚，胚泡开始在于宫黏膜黏附，称为着床。母貂开始妊娠，同时冬毛脱落，夏毛长出。,7.产奶量,延长光照，可增加牛、羊和猪的产奶量。 乳牛16 h/d人工光照，产奶量比9h/d光照组高615%， 将猪的光照从每日8h延长到16h，产奶量增加24.5%。 原因： 长光照刺激了动物的采食活动，增加了营养物质的摄入量，为提高产奶量奠定了物质基础。 长光照促进了垂体分泌生长激素、催乳素、促甲状腺素和促肾上腺皮质激素。,第四节 噪声,一、噪声的概念 一般认为凡是使人讨厌，烦燥的不需要的声音，都属于噪声。 声压级：LP=20lg(P/P0) 单

23、位:分贝(dB)。,0 2 0 分贝 很静、几乎感觉不到； 2 0 4 0 分贝 安静、犹如轻声絮语； 4 0 6 0 分贝 一般。普通室内谈话； 6 0 7 0 分贝 吵闹、有损神经； 7 0 9 0 分贝 很吵、神经细胞受到破坏。 9 0 1 0 0 分贝 吵闹加剧、听力受损； 1 0 0 1 2 0 分贝 难以忍受、呆一分钟即暂时致聋。 120分贝以上 极度聋或全聋,二、畜牧场内噪声的来源,1.外界传入 普通汽车约为80dB 载重汽车90dB以上 飞机低空飞过时噪声为100120 dB2.畜牧场内机械运转 舍内风机达84dB 真空泵和挤奶机为7590dB 除粪机为6370 dB3.家畜自

24、身产生 动物产生的最低噪声为48.563.9 dB 饲喂、挤奶、收蛋、开动风机时，可达7094.8 dB,三、噪声对人畜的危害,（一）噪声对人体的危害1、听力损伤 2、干扰睡眠 3、对人体生理的影响 4、对胎儿的影响,（二）噪声对畜禽的危害,1.产奶量 110115 dB的噪声会使奶牛产奶量下降30%以上，同时发生流产和早产现象。 经常处于噪声下的奶牛，适应噪声环境，产奶量不会下降。 突然的噪声可使奶牛一次挤奶量减少。 正在挤奶的牛受到突然噪声的影响，会停止泌乳。,2.产蛋量,严重的噪声刺激，可导致蛋鸡产蛋量下降，软蛋率和破蛋率增加。 试验鸡每天给予10分钟的电铃或其它噪声刺激，结果产蛋量有所

25、降低，死亡和淘汰率有所上升。 8589 dB的稳定噪声对鸡进行刺激，结果成年鸡、大雏和中雏都受到影响。 100 dB噪声使母鸡产蛋力下降922%，受精率下降631%，130 dB噪声可使鸡体重下降，甚至死亡。,3.生长肥育： 噪声可对动物生长发育产生不利影响。 噪声由75 dB增至100 dB，可使绵羊的平均日增重量和饲料利用率降低。4.生理机能噪声可使动物血压升高，脉搏加快，也可引起动物烦躁不安，神经紧张。 严重的噪声刺激，可以引起动物产生应激反应，导致动物死亡。,5.行为 噪声会使家畜发生惊恐反应，受惊动物行为表现为奔跑，不动，小而急剧的头部活动，最后象睡着一样。 低强度轻音乐有助于提高乳牛的产乳量 工业企业工作地点噪声标准为85 dB。,五、畜牧场噪声的控制措施控制 1.选好场址，尽量避免外界干扰。 畜牧场不应建在飞机场和主要交通干线的附近。2.合理地规划畜牧场，使汽车、拖拉机等不能靠近畜舍，还可利用地形做隔声屏障，降低噪声。3.畜牧场内应选择性能优良，噪场小的机械设备。 4.畜牧场及畜舍周围应大量植树，可降低外来的噪声。,复习题,填空 1太阳辐